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如何將負脈沖轉換為正脈沖

本例中的電路可將負脈沖轉換為正脈沖。盡管這個任務看似簡單,但負脈沖的幅度為-5V~-2V。按照不同應用要求,正脈沖也需要不同的脈沖寬度,而負脈沖是梯形的。脈沖必須先經過一個長距離的傳輸線才能到達某個控制設備。有多個電路可以解決這一問題,具體要看脈沖幅度以及形狀。

圖1給出了一個電路,它只需要一個5V的電源。它有高的觸發器閾值,zui大限度提高了噪聲抑制能力。本電路需要一個大的輸入電流,它可以與集電極電流相比擬。另外,它還需要一個CMOS或TTL(晶體管-晶體管邏輯)反相器,用于閾值電壓下的觸發。如果輸入脈沖為梯形,則輸出脈沖寬度不等于輸入脈沖的寬度??梢赃@樣計算閾值V T- :VT-=-[(V+ -V IH)×R1/R2+0.62],其中, V T-為較低的電壓閾值,V+是電源電壓,而VIH是74HC132的高電平輸入電壓。圖2顯示了輸入與輸出波形。

圖1,本電路使用單一電源,有良好的噪聲抑制能力,但不能可靠地轉換梯形脈沖。

圖3是一個脈沖整形器,它將3μs的負極脈沖轉換為正脈沖。輸出脈沖的寬度非常接近于輸入脈沖的寬度。本電路不需要大的輸入電流,也不需要反相器。它的電壓閾值低于圖1中的電路:V T- ≥-0.3V,但圖3中的電路需要兩個電源電壓:±5V。圖4給出了圖3中電路的波形。

圖5中的電路更進了一步。它使用一只廉價的LM211或LM311 IC比較器,產生的正輸出脈沖完全相等于輸入脈沖的寬度,而電平可調。電阻R3與R4設定了比較器的閾值電壓,但它取決于負電源的電壓值。用方程VT-=[V-/(R2+R4)]×R4可以計算出閾值電壓,其中V-是負電源電壓。圖6給出了電路的波形。

如果脈沖寬度為2μs或更長,可以使用不太貴的LM211比較器。否則,應采用一款高速比較器。這樣就無需額外的輸出電阻R1。LM211需要這個電阻的原因是,該IC是集電極開路電路。這種電路需要兩個電源電壓。

圖7中的電路可以將負極性脈沖轉換為正脈沖,而輸出并不依賴于輸入脈沖的幅度。這一版使用的是單電源和一只555定時器。它產生所需要寬度的正輸出脈沖。電阻R1與R3建立了一個飽和閾值??梢杂肰T-=V+/3×(1-2R3/R1)計算此閾值,其中V+為555定時器的電源電壓。電阻R2與電容C1設定脈沖寬度。方程 t=1.1R2C2計算輸出高態的持續時間。為了讓電路正常工作,飽和脈沖必須短于所需要的脈沖寬度,而脈沖周期則必須大于t。電阻R3必須至少為1.5kΩ。電阻R4可選。

與圖1、圖3、圖5中的電路相比較,圖7中的電路運行在低電阻負載上,輸出可拉入或供出電流達200mA,或可工作在大電容負載下。電路不需要額外的反相器或驅動器。電阻R5用于保護IC,防止輸出端短路。

圖8給出了電路的波形。

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